2015 Fiscal Year Research-status Report
近傍構造に基づく関数の概形把握を利用した効率的な非線形最適化に関する研究
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26350443
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| Research Institution | Hiroshima Shudo University |
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Principal Investigator |
高濱 節子 広島修道大学, 商学部, 教授 (60186989)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
海生 直人 広島修道大学, 経済科学部, 教授 (80148741)
廣光 清次郎 広島修道大学, 経済科学部, 教授 (90043827)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 非線形最適化 / メタヒューリスティックス / 差分進化 / 粒子群最適化 / 関数形状推定 / 近接グラフ / 教師なし学習 / パラメータ学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，非線形最適化問題に対して，目的関数の解析的性質等を要請しない探索効率が高く汎用的な最適化手法を開発することを目的としている．平成27年度は上記のような研究目的に沿って，差分進化(DE)と粒子群最適化(PSO)を用いた以下の研究を行った．①近接グラフを用いた関数形状の推定：昨年度研究したサンプリング法による関数形状の推定は，サンプリング点に対して関数評価を追加する必要があった．今年度は探索点を頂点とし，隣接する探索点を繋いだ近接グラフを用いて関数形状を推定する方法を提案し，PSOに適用した．この方法では追加の関数評価が不要である．また，概形の推定結果に応じて，適切な戦略を選択し，最悪個体を更新するために2種類の突然変異操作を提案した．②稜構造の判定：集団に基づく最適化手法(POAs)で探索が困難な稜構造を有する問題に対して，稜構造の探索方法を提案し，稜構造に対する制御パラメータの適応制御法を提案した．③山谷判定による適応型DE JADEの改良：JADEは良い探索点を生成した場合を成功と捉え，成功したときの制御パラメータ値が採用され易いように動的パラメータ調整を行う．本研究では，①と同じく近接グラフによる山谷判定を用いて，谷点ではFを小さく，山点ではFを大きくするように調整することによって，JADEの探索性能と頑健性を改良した．①②③は，複数のテスト問題を解き，他手法と結果を比較して提案手法の有効性を検証した．④DEによるゲームプレイヤーの学習：オセロについて，スコアを目的関数とし，ルール以外の事前知識を使わないという条件の下で，プレイヤーの戦略獲得のためのDEによる教師なし学習法を提案した．提案手法により生成したプレイヤーと標準プレイヤーを対戦させ，標準より平均的に強いプレイヤーが生成できたことを示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は，①目的関数の形状推定については，前年度に引き続き検討する，②①による関数形状の推定及び探索点の分類種別に基づいたアルゴリズムパラメータの自動調整については，動的制御ルールを検討する予定であった．①については，近接グラフを用いた山谷判定による関数形状の推定法を提案し，PSOおよび適応型DE JADEに適用した．また，稜構造の探索手法を提案した．②については，稜構造に対するアルゴリズムパラメータの適応型(動的)制御方法を提案した．また，JADEにおいては山谷判定の結果に基づいたスケーリングファクターFと交叉率CRの適応制御方法を提案した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，概ね当初の計画通り研究が進捗しており，今後も引き続き申請時の研究計画に沿って研究を進める予定である．
具体的には，
①目的関数のが概形推定とそれに基づくアルゴリズムパラメータの動的制御については平成28年度も引き続き検討する予定である．
②低精度近似モデルについては，1階層モデルの改良を引き続き行う予定である．
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| Causes of Carryover |
今年度は，物品費によりコンピュータシステムを導入したが，予定よりも納入価格が抑えられたため，次年度使用額が発生した．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は，今年度導入したコンピュータシステムへの消耗品を購入する予定である．さらに，研究会へより積極的に参加し，情報収集を行う予定である．
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